پاسخ کوتاه: برای بیشتر پروژهها، میلهٔ ارت کاپربند (فولاد با روکش مس) انتخاب متعادلی است: مغز فولادی آن کوبیدن را آسان می‌کند و روکش مس، مقاومت به خوردگی و سازگاری با هادی‌های مسی را می‌دهد. در خاک‌های بسیار خورنده و نمکی مس توپر، کنار لولهها، مخازن و سازههای فولادی دفنشده و تأسیسات دارای حفاظت کاتدیک فولاد ضدزنگ، و فقط در سیستمهایی که همهٔ اجزایشان گالوانیزه است فولاد گالوانیزه مناسب است. مهم‌تر از جنس، این است که همهٔ اجزای سیستم ارت در خاک هم‌جنس باشند.
ما در گروه کالوت هر چهار جنس را عرضه می‌کنیم. در این راهنما توضیح می‌دهیم هر جنس چه ویژگی‌ای دارد، استانداردها چه حداقل ابعادی میخواهند و خاک محل پروژه چه نقشی در انتخاب دارد.
انواع میلهٔ ارت از نظر جنس
- میلهٔ ارت مسی توپر: تمام مقطع آن مس است؛ پس خراش، رزوه یا بست، فولادی را نمایان نمی‌کند. BS 7430 میلهٔ مس توپر را برای خاک نرم یا بسیار خورنده با نمک زیاد پیشنهاد می‌کند. گرانتر است و برای کوبیدن در خاک سخت، نرمتر از میلهٔ فولادی است. ما آن را در قطر ۱۶ و ۲۰ میلیمتر عرضه می‌کنیم.
- میلهٔ ارت کاپربند (فولاد با روکش مس): مغز فولادی محکم با روکش مسی که به فولاد جوش خورده است. استانداردها روکش دستکم ۰٫۲۵ میلیمتر (۲۵۰ میکرون) میخواهند تا هنگام کوبیدن تراشیده نشود. ضخامت روکش میلهٔ کاپربند ما در آزمون ۲۰۲۳ مرکز متالورژی رازی ۲۹۲ تا ۳۱۵ میکرون اندازه‌گیری شد. شاخه‌ها با کوپلینگ برنجی به هم بسته میشوند تا الکترود به عمق لازم برسد.
- میلهٔ ارت گالوانیزهٔ گرم: مغز فولادی با روکش روی. ارزان‌ترین گزینه است، اما روکش روی در خاک خورنده مصرف میشود. IEEE 142 و BS 7430 گالوانیزه را برای الکترود اصلی کمتر توصیه میکنند و IEC 60364-5-54 هم می‌گوید فولاد گالوانیزه نباید از فونداسیون به خاک بیاید. جای منطقی آن سیستمهایی است که همه‌اش گالوانیزه است: دکل‌ها، حصارها و سازههای فولادی گالوانیزه، و ارت موقت کارگاه.
- میلهٔ ارت فولاد ضدزنگ 304L و 316: سخت و مقاوم به خوردگی است و اختلاف پتانسیلش با فولاد کمتر از مس است. برای همین کنار لولهها، مخازن و سازههای فولادی دفنشده و در تأسیسات دارای حفاظت کاتدیک انتخاب رایجی است. گرید 316 برای محیط‌های بسیار خورنده است.
همهٔ میله‌های ارت ما در دستهٔ میله‌های ارت کاپربند و میله‌های ارت مسی، گالوانیزه و استیل آمده‌اند.
حداقل ابعاد استاندارد برای الکترود ارت
جدول 54.1 استاندارد IEC 60364-5-54 حداقل اندازهٔ الکترودهایی را که در خاک دفن میشوند تعیین می‌کند:
جنس و شکل الکترود | حداقل طبق جدول 54.1 | آنچه ما عرضه می‌کنیم |
|---|---|---|
میلهٔ مس توپر | قطر ۱۵ میلیمتر | قطر ۱۶ و ۲۰ میلیمتر |
میلهٔ فولادی با روکش مس (کاپربند) | قطر ۱۴ میلیمتر، روکش ۲۵۰ میکرون | قطر ۱۴٫۲ و ۱۷٫۲ میلیمتر، روکش دستکم ۰٫۲۵ میلیمتر |
میلهٔ فولاد گالوانیزهٔ گرم | قطر ۱۶ میلیمتر | قطر ۱۶ و ۲۰ میلیمتر، روکش ۵۰ تا ۷۰ میکرون |
میلهٔ فولاد ضدزنگ | قطر ۱۶ میلیمتر | قطر ۱۶ و ۲۰ میلیمتر، 304L و 316 |
صفحهٔ مسی | ضخامت ۲ میلیمتر | ۶۶۰×۶۶۰ و ۶۶۰×۵۰۰، ضخامت ۳ و ۵ میلیمتر |
در میلهٔ کاپربند، ضخامت و چسبندگی روکش مهم‌ترین نشانهٔ کیفیت است: روکش نازک یا آبکاری‌شده هنگام کوبیدن تراشیده میشود و فولاد را در معرض خاک می‌گذارد.
صفحهٔ مسی یا میلهٔ ارت؟
طبق BS 7430، یک میله یا تسمه با همان سطح، مقاومت بسیار کمتری از صفحه دارد؛ برای همین الکترود اصلی بیشتر پروژهها میلهٔ ارت است. صفحهٔ مسی چاه ارت جایی پاسخ مطمئنی است که کوبیدن میلهٔ ارت شدنی نیست؛ مثل لایهٔ سخت نزدیک سطح، جای تنگ یا محوطه‌ای با تأسیسات زیرزمینی زیاد. در چاه‌های عمیق هم لولهٔ ارت گالوانیزه یا فولاد ضدزنگ به کار میرود. برای اینکه بدانید کدام شکل الکترود چه مقاومتی می‌دهد، مقالهٔ فرمول محاسبهٔ مقاومت الکترود زمین را ببینید.
خاک چه نقشی در انتخاب جنس الکترود دارد؟
BS 7430 برای انتخاب جنس الکترود چند ویژگی خاک را بررسی می‌کند؛ مهم‌ترین‌هایشان:
- مقاومت ویژهٔ خاک: خاک کم‌مقاومت معمولاً خورنده‌تر است و خوردگی گالوانیک را هم تندتر می‌کند. مقاومت ویژهٔ خاک را باید در محل اندازه گرفت (روش اندازه‌گیری مقاومت ویژهٔ خاک و مقاومت ویژهٔ خاک چیست).
- pH و اسیدهای آلی: خاک اسیدی و خاک‌های آلی برای مس و فولاد خورنده‌اند؛ BS 7430 دربارهٔ اثر نمک‌های محلول، اسیدهای آلی و خاک اسیدی بر فولاد با روکش مس هم هشدار می‌دهد.
- کلریدها و سولفات‌ها: در خاک‌های شور و نمکی، روکش روی زودتر مصرف میشود؛ مس توپر یا فولاد ضدزنگ گزینه‌های مقاوم‌ترند.
- رطوبت و هوادهی: خاک خیس و کم‌اکسیژن، به‌خصوص با باکتری‌های احیاکنندهٔ سولفات، خطر خوردگی را بالا می‌برد.
در خاک‌های خورنده یا پرمقاومت، مادهٔ کاهندهٔ استاندارد مثل GIM هم دور الکترود ریخته میشود؛ مادهٔ مناسب نباید خودش الکترود را بخورد (مشخصات مواد کاهندهٔ استاندارد). در مقابل، BS 7430 کک، خاکستر بادی، شن و ماسه را برای پرکردن دور الکترود مناسب نمی‌داند و آلومینیوم را هم برای الکترود در خاک نمی‌پذیرد.
خوردگی گالوانیک: وقتی دو فلز ناهمجنس در خاک به هم وصل‌اند
دو فلز ناهمجنس که در خاک به هم وصل باشند، یک پیل الکتریکی میسازند و فلز فعال‌تر خورده میشود. طبق IEEE 142، مس نسبت به فولاد کاتد است و اختلاف پتانسیل آنها حدود ۰٫۳۸ ولت است؛ پس اگر الکترود مسی به لوله، مخزن یا سازهٔ فولادی دفنشده وصل شود، فولاد زودتر خورده میشود و هر چه مقاومت ویژهٔ خاک کمتر باشد، این خوردگی بیشتر است. راه‌حل رایج در این جاها، الکترود فولاد ضدزنگ است. در تأسیسات دارای حفاظت کاتدیک، جنس الکترود ارت را با طراح حفاظت کاتدیک هماهنگ کنید.
همهٔ اجزای سیستم ارت در خاک هم‌جنس باشند
یک قاعدهٔ ساده بیشتر مشکلات را حل می‌کند: در خاک، مس با مس و گالوانیزه با گالوانیزه. یعنی تسمهٔ مسی یا سیم مسی لخت با میلهٔ کاپربند یا مسی، و تسمهٔ گالوانیزه با میلهٔ گالوانیزه. BS 7430 هم می‌گوید فولاد گالوانیزهٔ لخت نباید به مس یا به فولادِ داخل بتن وصل شود. اتصال مس به سازههای گالوانیزه، مثل دکل یا سینی کابل، فقط در هوا و بالای زمین و با بست‌ها و پوشش ضدخوردگی مناسب انجام میشود. اتصال‌های داخل خاک را هم با بست‌های ارت برنجی یا جوش احتراقی بسازید و سر الکترود را در چاهک بازدید قابل‌دسترس نگه دارید. اگر ساختمان ارت فونداسیون دارد، مقالهٔ ارت فونداسیون را هم ببینید.
جمع‌بندی: کدام جنس برای کجا؟
شرایط پروژه | انتخاب منطقی |
|---|---|
بیشتر ساختمان‌ها و پروژه‌های صنعتی با خاک معمولی | میلهٔ ارت کاپربند با هادی‌های مسی |
خاک نرم، بسیار خورنده یا پرنمک | میلهٔ مس توپر، در کنار مادهٔ کاهندهٔ استاندارد |
کنار لوله، مخزن یا سازهٔ فولادی دفنشده؛ تأسیسات دارای حفاظت کاتدیک | میلهٔ فولاد ضدزنگ (316 در محیط بسیار خورنده) |
سیستم یکپارچهٔ گالوانیزه (دکل، حصار، سازهٔ گالوانیزه) یا ارت موقت | میله و تسمهٔ گالوانیزه |
جایی که کوبیدن میله شدنی نیست | صفحهٔ مسی |
برای انتخاب دقیق، نتیجهٔ اندازه‌گیری مقاومت ویژهٔ خاک، مقاومت هدف، سازههای فلزی دفن‌شدهٔ اطراف و جنس هادی‌های موجود را برای کارشناسان ما بفرستید. اندازه‌گیری مقاومت ویژهٔ خاک و طراحی سیستم ارت را هم انجام می‌دهیم؛ از صفحهٔ تماس با ما با ما در تماس باشید.
